マウス脳を広域カバーするフィルム型神経デバイスを開発～大脳皮質頭頂部から側頭深部まで光刺激と神経記録を同時に実現～

ポイント

• コプレーナ電極構造の窒化ガリウム（GaN）系マイクロLED薄膜を160度の低温インジウム接合によりパリレンC基板上に転写する技術を開発し、厚さ約25マイクロメートルのフレキシブルシートに16個のマイクロLEDと32チャンネルの皮質脳波（ECoG）電極を一体化した。
• シート型デバイスを頭蓋（ずがい）骨と脳表面の間の硬膜外腔に滑り込ませ、頭頂部から側頭深部まで皮質の広域をカバーする双方向神経インターフェースを実現した。光刺激と電位記録を兼ね備えたフィルム型デバイスによる、マウス背側皮質を超えた広域皮質アクセスは世界初である。
• マウス脳において4つの感覚野（視覚・聴覚・体性感覚・嗅覚）からの同時記録と、光遺伝学的刺激による局所的な神経活動誘発を実証した。

名城大学 理工学部 材料機能工学科の関口 寛人 教授（電子工学）、松井 壱渡 研究員、同研究科 修士課程 1年の黒木 瑠莉 大学院生と、獨協医科大学 先端医科学研究センター認知・記憶研究室の大川 宜昭 教授（神経科学）、引間 卓弥 助教（神経科学）らの研究グループは、16個のGaN系マイクロLEDと32チャンネルのECoG電極を厚さ約25マイクロメートル（1マイクロメートルは100万分の1メートル）のフレキシブルシート上に一体化したデバイスを開発しました。このデバイスをマウスの頭蓋内に硬膜外から挿入し、脳を貫通せずに頭頂部から側頭深部まで大脳皮質の広範囲をカバーするように埋め込むことで、光による神経刺激と電気的な神経記録を同時に行う双方向神経インターフェースを実現しました。フィルム型デバイスでマウス皮質の背側領域を超え、側面最深部まで広域双方向アクセスを達成した初の報告です。

本研究成果は、2026年4月28日（現地時間）に応用物理学会の国際誌「Applied Physics Express」にオンライン掲載されました。

本研究は、科学技術振興機構（JST） 創発的研究支援事業 研究課題名「リアルタイム神経活動制御と診断を可能にするデバイス技術の開発」（JPMJFR2443）、日本医療研究開発機構（AMED） 革新的先端研究開発支援事業 ソロタイプ 研究課題名「多様な感覚情報を統合し記憶を構築する脳システムの理解」（PRIME・JP23gm6510021）、キヤノン財団からの支援により行われました。

＜プレスリリース資料＞

• 本文 PDF（1.29MB）

＜論文タイトル＞

“Flexible MicroLED?Electrocorticography Sheet for Wide-Area Bidirectional Neural Interface in Mice”

DOI：10.35848/1882-0786/ae5ebe

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